川渝拆除17713551981桥梁施工振密、挤密法
一、砂桩挤密加固法
一般用振动打桩机将桩管打入土中，桩管底部装有自动脱落的混凝土桩靴，桩管打至设计深度后，在管桩内灌填砂料，随着打桩机振动拔出桩管，将砂料振实留在土中形成砂桩。在松散砂土中，成桩过程对周围砂层产生挤密和振密作用提高承载力减小沉降量，同时可防止振动液化。在软弱黏性土中，砂桩取代了同体积软弱黏土（置换作用），形成“复合地基”，使承载力提高，地基沉降变小；同时，砂桩也像砂井一样起排水作用，加快地基的固结，减小沉降速率。
（一）桩材料和尺寸
砂桩一般采用中粗混合砂，含泥量不大于5%。在软弱黏土中，也可采用砂和角砾混合料。砂桩直径一般为0.3~0.7m，在软弱黏性土中，尽可能采用较大直径。
砂桩长度要根据软土层厚度或根据工程要求通过计算确定：
（1）当软土层厚度不大时，砂桩长度可按软土层厚度确定。
（2）当软土层厚度较大时，对按稳定性控制的工程来说，砂桩长度不应小于最危险滑动面的深度；对按沉降控制的工程来说，可根据容许沉降量计算确定。
（3）当使用砂桩处理易振动液化的饱和松散砂土时，砂桩长度应达到可能发生液化的砂层底部。
（二）成桩方法
用振动打桩机成桩有以下三种形式：
（1）一次拔管成桩：桩管内灌砂后，边振动边缓慢拔出桩管。
（2）逐步拔管成桩：桩管内灌砂后，拔起一定高度后停拔，然后继续振动若干秒后，再振动上拔，如此重复多次，直至把桩管拔出。就砂桩质量和其周围变密程度而言，该法效果较好。
（3）重复压拔管成桩：在振动条件下上拔h高度后，使砂下落，然后再将桩管压下h，深度（h，<h），使桩径扩大，并将落入桩孔内的砂压实，如此重复进行，直到桩管拔出地面。
（三）砂桩面积与桩距计算
1.砂桩面积计算
需要挤密砂桩面积A，按下式计算：
A，=0-A（10-24）
1+en式中：A——地基土的面积，一般按基础尺寸加大0.5~1.0m；e。——加固前地基土的孔隙比；e——加固后的地基土孔隙比，要根据加固后承载力和沉降量要求确定。
2.桩距计算
根据单根砂桩面积，算出桩数。砂桩按正方形、等边三角形布置（图10-11）。
图10-11砂桩的布置及中距
按正方形布置时：
/1+eo
1=0.90d/-
按等边三角形布置时：
/1+eo
1=0.95d/
式中：——桩距（cm）；d——桩直径（cm）；其余符号含义同前。
（四）砂桩的灌砂量
为了保证加固后地基达到设计要求的密实度，施工时，必须按下式控制每根砂桩灌入足够的砂量Q（kN）：
Q=AiL'y=41-（1+0.01w）（10-27）
+en式中：A——砂桩面积（m2）；
1'——砂桩长度（m）；y——加固后土的孔隙比e的砂土重度（kN/m2）；D.——土的重度（kN/m2）；w——灌人砂的含水率（%）。
二、楔形桩挤密加固法
楔形桩是一种钢筋混凝土短桩，采用振动或锤（冲）击入土，改变桩周土的天然结构状态，
提高承载力。其特点是利用桩的楔形侧面发挥桩一土间的共同作用，使其承载力要比同等长度等截面桩（按单位体积计）提高50%以上，其加固效果的显著。
图10-12楔形桩与土相互作用示意图
（一）工作原理
在沉桩过程中，楔形桩起物理楔的作用，打桩能量几乎全部通过桩体侧面传递给桩周围土体，从而在桩周形成一个如图10-12所示的挤密区。桩周挤密土体对桩身侧面产生的抗力Q是主要支承力，是侧面法向力N和摩阻力F的合力。挤密区在桩上半部范围大，桩尖段范围较小；紧靠桩侧面的土体密度增大最大，远离桩侧面的密度增加较小。挤密区水平最大影响直径d。为（2~3.5）d。最大挤密位置在（0.4~0.5）1深度处。在土质条件和桩体积相同情况下，桩的锥角a大小是影响挤密区大小的主要因素，锥角大时，挤密区亦大，桩上垂直荷载向地基的传力面积也随之增大。由于挤密作用的存在，在垂直荷载作用下，楔形桩能够通过锥面向桩周围土体传递法向切向力，使其承载力增大。
（二）单桩容许承载力计算
[R.]=[f·A+Zul（f+f%，）cosa]（10-28）
f.=2o；（tang+tanp）（10-29）
式中：f一桩尖平面处的极限承载力（kPa）；
A——桩尖横截面面积（m2）；u:——第i层土中桩身中间处桩的周长（m）；L.——第i层土中桩身长度（m）；f——第i层土中桩身与土的极限摩阻力（kPa）；f.——第i层土中由桩侧面法向土压力o，产生的抗力（kPa），其值按式（10-29）计算；a——锥角（）；
9——土的内摩擦角（）；o.——第i层土中桩周土对桩侧面施加的法向土压力（kPa），其值按式（10-30）计算；E..——第i层土的变形模量（kPa）；r.——第i层土中桩身中间处边长之半（方锥桩）或半径（圆锥桩）（cm）；S——容许荷载作用下，桩产生的竖向位移（cm）。对砂质土取1cm，对黏性土取2cm；K——土的密度程度系数，一般取1。
以下即可依照以前内容确定桩数，按桩距l=3d来进行布桩。
三、强力夯实法
强力夯实法简称强夯法，最早于1970年在法国创立使用，1979年引进我国，被认为是当前最好的加固新技术之一。
强夯法是用大吨位的起重机械，把80~250kN的巨型锤提至空中，从8~25m高处自由下落，对地基重复施加强力夯击的地基加固方法。
（一）工作原理
强夯法的工作原理是：通过强力夯击，使土体内产生冲击波和巨大的应力，迫使土体孔隙压缩和局部液化；夯击点四周发生裂隙，成为良好的排水通道，让孔隙水渗出。经几遍夯击，土层可迅速固结，承载能力可提高2~5倍，影响深度可达10m以上。此法是在重锤夯实法基础上发展起来的，适用于碎石土、砂土、粉土、低饱和度黏性土、湿陷性黄土等地基，也可用于大面积、软土层较厚的地基加固工程。
（二）强夯设计
强夯加固地基的有效深度z与强夯功有关，可按下列经验公式计算：
z=α/W万（10-31）式中：W——锤重（以10kN为单位）；H——落距（m）；x——系数，与地基土的性质有关，黏性土a=0.4~0.5；饱和砂土α=0.5~0.6；湿陷性黄土x=0.3~0.7。
夯点间距是根据单夯点的侧向影响范围确定，根据测得的重度等值线，得到侧向加密宽度为3.5~4.5m，考虑相邻夯点侧向影响的相互搭接，选用夯点间距为5~6m，为夯锤直径的
1.7~2.0倍。夯点布置采用正方形排列。
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